PRÁCTICA ACADÉMICA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE ...
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PRÁCTICA ACADÉMICA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE BARRANCABERMEJA S.A E.S.P. JESSICA PAOLA AZA MANTILLA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍAS PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA BUCARAMAGA 2018
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PRÁCTICA ACADÉMICA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE
BARRANCABERMEJA S.A E.S.P.
JESSICA PAOLA AZA MANTILLA
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA BUCARAMAGA
2018
PRÁCTICA ACADÉMICA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE
BARRANCABERMEJA S.A E.S.P.
JESSICA PAOLA AZA MANTILLA
Director: M.Sc. Hernando González Acevedo
Ingeniero Electrónico
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA BUCARAMAGA
2018
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Nota de aceptación
M.Sc. Hernando González Acevedo
Director de práctica
Bucaramanga, 13 de agosto de 2.018
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TABLA DE CONTENIDO
Pág
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 8
1. OBJETIVOS ......................................................................................................... 9
2. AGUAS DE BARRANCABERMEJA S.A E.S.P .................................................. 10
2.1 Misión .......................................................................................................... 10
2.2 Visón ............................................................................................................ 10
2.3 Política de calidad ........................................................................................ 10
2.4 Objetivos de calidad .................................................................................... 11
2.5 Estructura organizacional de la empresa ..................................................... 11
2.6 Etapas del proceso de tratamiento de agua ................................................ 11
2.6.1 Fuente de abastecimiento .................................................................... 11
2.6.2 Sistema de captación ........................................................................... 13
2.6.3 Tuberías de impulsión de agua cruda .................................................. 15
2.6.4 Planta de tratamiento de agua potable ................................................. 16
2.6.4.1 Aireación ..................................................................................... 16
2.6.4.2 Canal de unificación .................................................................... 16
2.6.4.3 Dosificación de químicos ............................................................. 17
2.6.4.4 Floculación .................................................................................. 20
2.6.4.5 Sedimentación ............................................................................ 21
2.6.4.6 Filtración ...................................................................................... 23
2.6.4.7 Desinfección ................................................................................ 25
2.6.4.8 Almacenamiento de agua potable ............................................... 25
2.6.4.9 Estación de bombeo de agua potable ......................................... 26
2.6.4.10 Distribución de agua potable ..................................................... 26
2.7 Mantenimiento de planta ............................................................................. 28
2.7.1 Mantenimiento preventivo..................................................................... 28
2.7.2 Mantenimiento correctivo...................................................................... 29
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2.7.3 Mantenimiento correctivo...................................................................... 30
2.7.4 Mantenimiento correctivo...................................................................... 30
2.7.5 Software de gestión de calidad de mantenimiento ............................... 31
3. ACTIVIDADES ................................................................................................... 32
3.1 Recopilación de información de equipos ..................................................... 32
3.2 Revisión del estado de equipos ................................................................... 32
3.2.1 Comparacion de resultados en el scada .............................................. 33
3.2.1 Desarrollo del informe de estado de equipos ....................................... 33
3.3 Implementación del programa de mantenimiento ........................................ 33
3.4 Modificaciones al plan de mantenimiento .................................................... 34
4. CONCLUSIONES .............................................................................................. 35
BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................... 36
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LISTA DE FIGURAS
Pág
Figura 1. Estructura organizacional ....................................................................... 12
Figura 2. Esquema de captación ........................................................................... 13
Figura 3. Esquema de cárcamo bocatoma ............................................................ 14
Figura 4. Esquema aireación y canal de unificación .............................................. 17
Figura 5. Esquema floculación y sedimentación .................................................... 22
Figura 6. Esquema tubería de aireación ................................................................ 23
Figura 7. Esquema de filtro .................................................................................... 24
Figura 8. Esquema de desinfección ....................................................................... 25
Figura 9. Esquema tuberías de Casa-bomba ........................................................ 26
Figura 10. Sectorización del sistema de distribución de agua potable.................... 28
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LISTA DE TABLAS
Pág
Tabla 1. Referencias de motores y bombas........................................................... 14
Tabla 2. Especificaciones técnicas tanques de dilución de sulfato de aluminio ................................................................................................................. 18
Tabla 3. Especificaciones técnicas tanques de dosificación sulfato de aluminio ................................................................................................................. 18
Tabla 4. Especificaciones técnicas tanques de dosificación pre oxidante y polímero
............................................................................................................................... 20
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INTRODUCCIÓN
La empresa Aguas de Barrancabermeja S.A E.S.P es una entidad pública la cual se
encuentra encargada del tratamiento de agua cruda proveniente de la Ciénaga de
San Silvestre, por ello debe contar con un alto nivel de calidad en todos sus
procesos ya que presta su servicio a una población de, aproximadamente, 300.000
personas de Barrancabermeja, Santander. Actualmente la empresa Aguas de
Barrancabermeja S.A. E.S.P. cuenta con personal altamente especializado para las
labores de mantenimiento de todos sus procesos de potabilización de agua
(dosificación, floculación, sedimentación y almacenamiento).
Con el objetivo de lograr dicha calidad, se tienen equipos de control de alta gama
que supervisa y controla constantemente los procesos, haciendo uso de sensores
encargados de medir el caudal, presión, pH y cloro, entre otras variables, que
pueden ser reguladas, actuadores capaces de activar un proceso automatización y
tableros de control los cuales se encargan de entregar la corriente necesaria para
la regulación de bombas de distribución de agua.
Los elementos de control, como PLC, sensores y actuadores, pueden llegar a un
estado crítico debido al tiempo de uso, condiciones climáticas, entorno de trabajo,
almacenamiento excesivo de polvo, cables de señal y alimentación sulfatados. Por
ello, los mantenimientos preventivos y correctivos son una etapa esencial en toda
empresa o industria, ya que de esto depende el correcto funcionamiento de todos
los equipos de control, sensores y actuadores. Su ejecución puede variar
dependiendo del elemento y su uso.
El objetivo de esta práctica académica es implementar el programa de
mantenimiento preventivo, para contribuir al proceso de mejoramiento y
modernización de la empresa. Para llevarlo a cabo se realizó el diagnostico general
de equipos, rutas y registros de los equipos, con el fin de establecer un punto de
partida y conocer los flancos a modificar. Luego, se presentó la asignación y registro
de tareas, y para ello se utilizó como herramienta el software encargado del control
y orden del área de mantenimiento llamado Infom@nte, el cual permite tener alta
calidad en el desarrollo y registro de las actividades, permitiendo llevar un control
de costos, frecuencia de cada actividad, desarrollo y personal requerido.
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1. OBJETIVOS
Revisar el estado de los dispositivos de Bocatoma y de la Planta de Tratamiento de
Aguas de Barrancabermeja.
Asegurar el cumplimiento oportuno del plan de mantenimiento preventivo y
correctivo de los equipos (padre-hijo) durante los procesos, desde captación hasta
distribución de agua.
Generar informes que reporten el control de equipos, actividades, repuestos,
herramientas y personal de manejo.
Realizar modificaciones al plan de mantenimiento, una vez superada la etapa de
reconocimiento de equipos y procedimientos, de dispositivos en la Planta de
Tratamiento de Aguas.
Actualizar y agregar equipos e implementos, actividades de ruta y paros
programados en el software INFOM@ANTE.
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2. AGUAS DE BARRANCABERMEJA S.A E.S.P.
Aguas de Barrancabermeja S.A. E.S.P. es una empresa prestadora del servicio
público domiciliario de acueducto, alcantarillado y aseo en el Municipio de
Barrancabermeja, ubicada en el barrio el Boston en la Vía Carretera Nacional, que
tiene como política general la prestación de un servicio en condiciones óptimas para
toda la comunidad en procura de la expansión y sostenibilidad de la organización.
Como finalidad de la empresa, se tiene que en el año 2.018 será reconocida como
una empresa nacional líder en la prestación de servicios públicos domiciliarios,
garantizando su sostenibilidad a través de la innovación, la optimización de
procesos y la ampliación del portafolio de productos y servicios con altos estándares
de calidad responsables con el medio ambiente.
2.1 MISIÓN
Brindar un servicio eficiente y seguro de acueducto y saneamiento básico,
promoviendo una cultura ambiental con responsabilidad social.
2.2 VISIÓN
Ser eje de desarrollo sostenible en la región, preservando el agua y el medio
ambiente como patrimonio de los ciudadanos.
2.3 POLÍTICA DE CALIDAD
En Aguas de Barrancabermeja S.A E.S.P, trabajamos eficientemente y con calidad
para satisfacer a nuestros clientes mediante la prestación del servicio continuo de
acueducto y saneamiento básico, manejo seguro de la gestión operativa y
comercial, así como la promoción de políticas ambientales gracias a la
competencia de su talento humano, la innovación tecnológica y el mejoramiento
continuo.
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2.4 OBJETIVOS DE CALIDAD
o Garantizar la calidad y continuidad en la prestación del servicio de
acueducto y saneamiento básico.
o Asegurar el buen manejo de la gestión operativa y comercial.
o Promover políticas ambientales.
o Actualizar permanentemente las competencias del talento humano.
o Trabajar constantemente en aras del mejoramiento continuo, satisfacer las
necesidades de nuestros clientes.
2.5 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DE LA EMPRESA
Aguas de Barrancabermeja S.A E.S.P está conformada según sus funciones
administrativas y operativas (Ver Figura 1), a su vez cada rama cuenta con personal
capacitado para desempeñar labores que parten desde la Gerencia, Secretaria
general, Planeación empresarial, Unidad control de gestión, Subgerencia de
operaciones y sus divisiones, unidad de aseo y unidad de alcantarillado;
Subgerencia comercial y su partición, unidad de recuperación de control de
pérdidas; y por último la Subgerencia administrativa-financiera y su segmentación,
unidad financiera.
El área en la cual desempeñé mis labores corresponde a la Subgerencia de
Operaciones, ilustrada en la figura1, bajo la supervisión de profesional III y dentro
de la división de Operador.
2.6 ETAPAS DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA
2.6.1 FUENTE DE ABASTECIMIENTO
En el año 1975 se construyó un nuevo sistema de tratamiento de agua potable
alimentado desde la Ciénaga de San Silvestre, ubicada al Noreste de la cabecera
municipal. Esta Ciénaga recibe las aguas de la quebrada El Zarzal y tiene por
desagüe natural el caño de San Silvestre que desemboca en el Río Sogamoso.
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Figura 1: Estructura organizacional.
Fuente: Aguas de Barrancabermeja S.A.E.S.P.
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2.6.2. SISTEMA DE CAPTACIÓN
El sistema de captación, figura 2, ubicado lateralmente en la Ciénaga es fijo. Está
compuesto por una estructura de captación, un pozo de succión, una estación de
bombeo y una subestación eléctrica. La capacidad de captación nominal es de
1875 litros por segundo a través de una estación de bombeo, conformada por 5
conjuntos bomba-motor en funcionamiento; cada uno de ellos con un caudal
nominal de 375 litros por segundo. A continuación, se describe cada uno de estos
componentes:
o Estructura de captación: El sistema de captación, ilustrado en la figura 3,
corresponde a un canal de 1.65 x 2.0 metros ubicada a una profundidad de 7.87
metros, la entrada de agua se hace a través de dos compuertas ubicadas en
la parte inferior, que se manejan desde la plataforma superior, este canal tiene
unas rejillas que impide el paso del material flotante.
El agua captada es conducida al pozo de succión mediante dos conductos, de 48”
de diámetro en asbesto de cemento, la longitud de éstos es de 10.4 metros
aproximadamente. El agua a través de los conductos llega al pozo de succión, el
cual está constituido por dos cámaras, llegando a cada una de ellas uno de los
conductos, con una capacidad de 340 metros cúbicos.
En una de las cámaras se encuentran instaladas tres bombas, las dimensiones de
ésta es de 6.80 x 3.0 metros con una profundidad total de 7.87m. La otra cámara
en la cual se encuentran dos bombas tiene dimensiones de 3.80 x 3.0 metros.
Figura 2. Esquema de Captación
Fuente: Aguas de Barrancabermeja S.A E.S.P
15
Figura 3. Esquema de cárcamo bocatoma
Fuente: Aguas de Barrancabermeja S.A E.S.P
o Sistema de instalación de bombas verticales de la estación de bombeo de
agua cruda: La Estación de Bombeo se encuentra conformada por 5 conjuntos
bomba- motor en funcionamiento, cuyas características se observan en la tabla1.
Tabla 1. Referencias de motores y bombas
COMPONENTE MOTOR BOMBA
MODELO A17824 20GLC
CATÁLOGO 6219-J
TIPO N.U
UBICACIÓN CASA BOMBA
BOCATOMA
MARCA US MOTOR ITT
INDUSTRIES HECHO EN USA USA
FACTOR DE SERV 1.15
CLASE TITAN GOOLDS PUMP
CLASE INSUL F
ETAPAS 3
G.P.M 5900G.P.M
PF 87.7
ZIZE 3STG/IMP.12.94
ENCL WP-I
HP 300
16
AMP 339
VOLTAJE 460
R.P.M 1180 1180
HZ 60
CODIGO G
MAX AMB 40°C
DUTY CONT
BAL 0.08 IPS
HEAD 152 TDH
EFICIENCIA NOMINAL 94.5
GARANTÍA DE EFICIENCIA 93.6
LOWER END BRG GRASA
UPPER EN BRG 30
Fuente: Registro de equipos Aguas de Barrancabermeja S.A. E.S.P
o Subestación eléctrica estación de bombeo agua cruda: La subestación
eléctrica tiene dos transformadores marca Siemens de 1.000 Kva cada uno, con
una relación de transformación de 34.5KV/ 0 .44KV , refrigerados en aceite,
marca Siemens, lleva cada uno un filtro de aire.
o Casa de estación de bombeo: La casa de la estación de bombeo está
localizada a 10 m del borde de la Ciénaga, en la cota 72,50 m.s.n.m. Es una casa
en mampostería con dos cuartos o espacios.
2.6.3 TUBERÍAS DE IMPULSIÓN DE AGUA CRUDA
La estación de bombeo de la captación bombea el agua cruda hacia la planta
de tratamiento, ubicada a casi 2 kilómetros de distancia por medio de dos tuberías
de impulsión. La primera tiene un diámetro de 30”, con una longitud de 1880m y
es de material CCP (Tubería cilindro de acero con refuerzo de varilla y
revestimientos de mortero de cemento), con capacidad para transportar hasta
1000 litros por segundo, con 6 ventosas en todo el trayecto. La segunda tiene un
diámetro de 28”, con una capacidad para transportar hasta 900 litros por segundo
y es de hierro dúctil. Esta última fue puesta en funcionamiento en el mes de julio
de 2.004.
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2 .6. 4 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
La planta de tratamiento de Agua Potable del Municipio de Barrancabermeja
dispone de un sistema de alimentación de agua cruda procedente de la ciénaga
de San Silvestre descargando a dos torres de aireación que trabajan y descargan
en forma independiente. La planta de tratamiento fue construida en al año de 1.974
por el INSFOPAL. Es de tipo convencional con aireación, canal de unificación,
floculación, sedimentación, filtración y desinfección. Tiene una capacidad de
tratamiento de 740 litros por segundo, a una cota promedio de 104 metros dobre
el nivel del mar.
‘
Adicionalmente, la planta cuenta con un edificio donde se encuentra el laboratorio
de procesos, el laboratorio de calidad del agua y las oficinas del personal. A
continuación, se describen cada uno de los procesos del tratamiento de agua
potable:
2.6.4.1 AIREACIÓN
En la aireación se realiza una inyección de oxigeno que permite mitigar olores y
sabores producidos por gases disueltos en el agua; se utiliza a través de la
aireación dinámica, la cual se compone de dos procesos como lo son, por resaltos
en los aireadores escalonados y aireación forzada a través de sopladores lobulares.
El agua cruda llega a dos aireadores en escalera (una por cada línea de impulsión),
en la cual es adicionada una primera dosis de cal de baja concentración que permite
cambiar la composición química al agua y precipita metales como hierro y
magnesio, los cuales se extraen a través de unas purgas.
2.6.4.2 CANAL DE UNIFICACIÓN
Está construido un canal que unifica las descargas de los aireadores, y
adicionalmente permite realizar una adicción de pre oxidante que permite mejorar
las propiedades de olor y sabor del agua. En el recorrido por este canal el fluido
pasa a través de una canaleta Parshall, que permite la medición del flujo.
Una vez este pasa la canaleta, se encuentra la dosificación de la concentración
requerida de sulfato de aluminio líquido, esta mezcla se homogeniza gracias al
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resalto hidráulico con que cuenta el vertedero que conduce el agua al canal que
distribuye a los floculadores.
Figura 4. Esquema aireación y canal de unificación
Fuente: Aguas de Barrancabermeja S.A E.S.P
2.6.4.3 DOSIFICACIÓN DE QUÍMICOS
o SISTEMA DE DOSIFICACIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO.
Este compuesto del proceso de clarificación se debe agregar de acuerdo a las
condiciones encontradas en la prueba de jarras, realizada por parte del laboratorio
y/o de parte de los operadores.
El sistema de dosificación del Sulfato de Aluminio Tipo B está compuesto por
cuatro tanques de dilución de reactivo, un tanque de dosificación de sulfato, cuatro
bombas de cavidades progresivas, cuatro agitadores para dilución de reactivos y
dos agitadores en el tanque de dosificación de sulfato, dos tableros de control
eléctrico compuesto por cuatro variadores de frecuencia para las bombas.
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Tanques de dilución de sulfato de aluminio: El sistema, cuyas características se
ilustran en la tabla 2, cuenta con cuatro tanques de dilución de reactivos fabricados
en concreto, el acabado interno de los tanques es corrugado.
Tabla 2. Especificaciones técnicas tanques de dilución de sulfato de aluminio
Ancho interno: 1,62 m
Largo interno: 2,39 m
Altura total interno: 1,53 m
Altura rebose: 1,23 m
Altura efectiva: 0,94 m
Volumen total: 5,90 m3
Volumen rebose: 4,79 m3
Volumen efectivo 3,52 m3
Altura succión: 0,29 m
Altura de la solución: 1,20 m
Volumen permanente solución: 4,64 m3
Forma Rectangular
Fuente: Aguas de Barrancabermeja S.A.E.S.P
Tanque de dosificación de reactivo de sulfato de aluminio: Se cuenta con un tanque
de dosificación de Sulfato de Aluminio Tipo B, cu ya s dimensiones se enuncian
en la tabla 3, fabricado en concreto, el acabado interno del tanque es corrugado.
El tanque de dosificación es alimentado, por los tanques de dilución, por gravedad,
allí la solución de Sulfato de Aluminio; está libre de sedimentos los cuales son
removidos en los tanques de dilución. En el tanque de dosificación la solución ya
es homogénea y cuenta con una concentración determinada, previa a la aplicación
en la canaleta Parshall, por medio de las bombas dosificadoras.
Tabla 3. Especificaciones técnicas tanques de dosificación sulfato de aluminio
Ancho interno: 1,75 m
Largo interno: 6,00 m
Altura total interno: 1,55 m
Altura de la solución: 1,25 m
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Volumen total: 16,275
Volumen efectivo: 13,125
Forma: Rectangular
Fuente: Aguas de Barrancabermeja
Sistema de agitación sulfato de aluminio: El sistema de agitación provisto está
compuesto por cuatro agitadores independientes para los cuatro tanques de
dilución y dos agitadores para el tanque de dosificación tipo eje suspendido, eje en
acero inoxidable, motor Siemens, reductor Tecnotrans.
Bombas dosificadoras sulfato de aluminio: El sistema cuenta con cuatro bombas
marca Netzechdo, de tipo cavidades progresivas.
Tableros de control bombas dosificadoras sulfato de aluminio: Los tableros de
control cuentan con pulsadores, pilotos, llaves selectoras, protecciones térmicas,
totalizadores y contactores en el tablero No.1 Control de Agitadores, y en el
tablero No.2 Control de Bombas está provisto de igual manera de cuatro
totalizadores y cuatro variadores de frecuencia para cada bomba dosificadora.
o SISTEMA DE DOSIFICACIÓN DE CAL
Según pruebas de laboratorio realizadas al agua cruda y al agua sedimentada, el
pH y la alcalinidad de éstas es demasiado baja, por lo que se hace necesario la
adición de cal en dos puntos: el primero es en la entrada del agua cruda a la
planta de tratamiento, en las torres de aireación, y el segundo es en el canal de
recolección del agua sedimentada antes de la entrada a los filtros.
o SISTEMA DE DOSIFICACIÓN DE PRE-OXIDANTE Y POLÍMERO
Los sistemas de dosificación de las soluciones de Pre oxidante y Polímero están
compuesto cada una por tres tanques de dosificación de reactivo, dos bombas de
cavidades progresivas, tres agitadores para dilución de reactivos, un tablero de
control eléctrico compuesto por dos variadores de frecuencia para las bombas y la
distribución eléctrica necesaria para operar los agitadores y las bombas desde los
tableros.
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Tanques de dosificación pre oxidante y polímero: La dosificación de Pre oxidante
y Polímero, cuenta cada uno con tres tanques Perdurit, cuyas especificaciones
se encuentran en la tabla 4, los cuales son usados para almacenar gran diversidad
de líquidos y sólidos, son de bajo peso y presenta buena resistencia a los
impactos, de fácil manipulación, fácil mantenimiento y transporte.
Tabla 4. Especificaciones técnicas tanques de dosificación pre oxidante y polímero
Diámetro superior: 1,42 m
Diámetro inferior: 1,17 m
Altura total: 1,54 m
Altura de la solución 1,24 m
Volumen total: 2,00 m3
Forma: Cono tronco
Fuente: Aguas de Barrancabermeja
Bombas dosificadoras Pre oxidante y Polímero: El sistema cuenta con cuatro
bombas, dos para Pre oxidante y dos para Polímero, marca NETZSCH tipo
cavidades progresivas.
Sistema de agitación Pre oxidante y Polímero: El sistema de agitación provisto,
está compuesto por seis agitadores independientes para los tres tanques de
dilución de Pre oxidante y tres tanques de dilución de Polímero. Los agitadores
son tipo eje suspendido, el eje es en acero inoxidable. Motor SIEMENS, Reductor
Tecnotrans.
Tableros de control eléctrico Pre oxidante y Polímero: Los tableros de control
cuentan con pulsadores, pilotos, llaves selectoras, protecciones térmicas,
totalizadores, contactores, un variador de frecuencia por bomba. El tablero No.1
consta de un control de agitadores y bombas dosificadoras para Pre- oxidante, en
el tablero No.2 se encuentra el control de agitadores y bombas dosificadoras para
Polímero.
2.6.4.4 FLOCULACIÓN
Proceso por medio del cual se realiza una agitación lenta que se lleva a cabo en
los floculadores, generándose aglomeración de las partículas más pequeñas en
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más grandes y pesadas, las cuales terminan convirtiéndose en los denominados
flocs.
A los floculadores llega el agua mezclada por medio de un canal transversal de
distribución de 1.10 metros de ancho por 1.55 metros de altura, con compuertas
de operación manual y con rejillas para su inspección.
Son cuatro unidades con tres cámaras de floculación, en la cuales se han instalado
paletas giratorias accionadas por motores y reductores de velocidad desde
pozos secos construidos entre las unidades 1 y 2 y entre las 3 y 4, cada floculador
tiene la capacidad de tratar 16,200 litros por segundo con unas dimensiones de
10.65 metros de longitud, 14 metros de ancho y 3.80 metros de profundidad
con un borde libre de 0.20 metros para cada floculador, el periodo de retención
es de 37.5 minutos aproximadamente.
2.6.4.5 SEDIMENTACIÓN
En cuatro piscinas se separa los floculadores del agua los cuales se precipitan
por su propio peso en el fondo de cada tanque, de aquí sale el agua sedimentada
por la parte superior de dicho tanque y va a un canal de recolección donde se le
adiciona cal de alta concentración para lograr un ajuste definitivo del pH y la
alcalinidad del agua y de allí pasa a la filtración.
Existen cuatro unidades de sedimentación, uno para cada unidad de floculación,
los cuales reciben el agua floculada a través de muros de concreto perforados
para distribución del flujo de manera uniforme. El proceso de sedimentación,
observar figura 5, es de tipo lento y cada unidad cuenta con dos válvulas de fondo
que sirven como desagüe tuberías de 20“, que sirven para evacuar el agua de
lavado de los sedimentadores. Este desagüe se encuentra conectado al sistema
de alcantarillado de la planta de tratamiento, que a su vez es vertido nuevamente
a la Ciénaga San Silvestre.
Cada unidad de sedimentación es de 58 metros de largo, 14 metros de ancho y
3,80 de altura con un borde libre de 0,5 metros, con una estructura en concreto, su
período de retención para el caudal de diseño es de 4 horas aproximadamente; el
fondo tiene una pendiente del 10% en sentido transversal y del 5% en sentido
longitudinal, para facilitar el flujo de los lodos que se depositan principalmente en
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el primer tercio del sedimentador, en el sitio donde está situada la primera válvula
de fondo para el desagüe.
El agua pasa a través de dos compuertas de 24” x 24” para cada sedimentador, a
un canal general de recolección de agua clarificada que tiene una sección de 1.10
metros de ancho por 1.55 metros de altura y placa de cubierta de 0.15 metros,
frente a cada compuerta existen sendas rejillas de inspección para el mantenimiento
del canal. Este canal lleva el agua a la estructura de filtración por medio de un
canal en U que alimenta lateralmente a cuatro filtros en el ramal norte y cuatro
en el ramal sur.
Figura 5. Esquema floculación y sedimentación
Fuente: Tesis Maria Chavez y Nathaly Ellis
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2.6.4.6 FILTRACIÓN
El proceso de filtración logra que las partículas suspendidas y disueltas que no
fueron retenidas en la sedimentación sean totalmente eliminadas. El sistema de
filtración es de rata de filtración constante, y se encuentra conformado por ocho
unidades de filtros dispuestas en dos series paralelas de cuatro unidades, a las
cuales ingresa el agua sedimentada o clarificada por el canal de recolección; estás
unidades se encuentran separadas por la galería de conductos.
La galería de conductos, observar figura 6, es una estructura dispuesta debajo
de los filtros, en la cual están instaladas las tuberías de lavado ascensional,
relavado, filtración y drenaje, además de medidores y válvulas de control de
flujo en cada filtro, uno para caudal de filtración con capacidad máxima de 200
litros por segundo y otro para pérdida de carga, asimismo de 2 sopladores
lobulares que cuentan con una tubería conectada a unas válvulas situadas en la
parte superior de los filtros, que están dispuestas para producir agitación a las
partículas retenidas en el manto de lodos de los filtros antes de su lavado.
Figura 6. Esquema tubería de aireación
Fuente: Aguas de Barrancabermeja S.A E.S.P
El lecho filtrante, ilustrado en la figura 7, está compuesto por un falso fondo con
boquillas tipo aquazur, sobre el falso fondo se colocan 0,30 metros de grava con
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sus diferentes granulometrías que sirve de soporte al medio filtrante. El medio
filtrante está constituido por un lecho de arena de 0,20 metros de espesor y de
antracita 0,40 metros de espesor, cuyas características granulométricas son las
aconsejadas para filtros rápidos.
Figura 7. Esquema tubería de aireación
Fuente: Tesis Maria Chavez y Nathaly Ellis
El agua sale del filtro en una tubería de 24” de diámetro por el conducto de agua
de lavado ascensional de donde se desprende la tubería efluente propiamente dicha
de 14” de diámetro. En esta tubería de 14” está instalada una válvula de compuerta
y un controlador de gasto y descarga antes de la entrega al tanque de agua filtrada.
El agua de lavado atraviesa el falso fondo y expande la arena y la antracita para
tener un lavado satisfactorio; el agua del lavado de filtros es recogida por las
canaletas de lavado y descargada al canal central del filtro, de donde es evacuada
por la tubería de desagüe al sistema de alcantarillado de la planta de tratamiento.
Para el lavado ascensional de los filtros se utiliza el tanque elevado, que es el
mismo tanque de distribución de agua tratada a la ciudad.
La tubería utilizada para el lavado es de 24” de diámetro, la cual dispone a la
entrada de la galería de conductos de válvulas de mariposa y de un controlador
de caudal para soportar la alta presión establecida por la altura del tanque elevado.
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La tubería de relavado es de 14”, es utilizada para realizar un drenaje del falso
fondo, y se encuentra conectada al canal de desagüe.
2.6.4.7 DESINFECCIÓN
Antes de entrar a los tanques de almacenamiento se le aplica cloro gaseoso a
una rata constante manteniendo una concentración de 1.5 ppm de a l momento
de enviar a la ciudad. Este procedimiento, cuyo esquema se evidencia en la figura
8, se realiza por medio de cilindros que contienen el cloro gaseoso, y se aplica en
dos puntos del tanque de agua filtrada localizado a lo largo de la galería de filtros
(292 m3 de volumen).
Figura 8. Esquema desinfección
Fuente: Tesis Maria Chavez y Nathaly Ellis
2.6.4.8 ALMACENAMIENTO AGUA POTABLE
A los tanques de almacenamiento llega el agua tratada de la Planta, son estructuras
en concreto reforzado con una capacidad máxima de almacenamiento de 16,640
m3; el primer tanque de un solo compartimiento con capacidad de 640 metros
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cúbicos y el segundo tanque de dos compartimientos separados con capacidad
de almacenamiento de 8,000 m3
2.6.4.9 ESTACIÓN DE BOMBEO DE AGUA POTABLE
La estación de bombeo de agua potable, ilustrada en la figura 9, se encuentra
conformada por 5 conjuntos bomba–motor y tableros de control. Las bombas son
verticales y succionan el agua desde el pozo de succión de dimensiones 2.5 m de
ancho, 10 m de largo y 6.5 m de profundidad, el cual se encuentra conectado a
los tanques semienterrados descritos anteriormente; desde el pozo de succión se
bombea el agua hacia el tanque elevado de 700 m3.
Figura 9. Esquema tuberías de casa bomba
Fuente: Aguas de Barrancabermeja S.A E.S.P
2.6.4.10 DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE
El tanque de distribución tiene una capacidad de 700 metros cúbicos, está
construido con concreto reforzado sobre una torre también en concreto de 42 m
de altura, tiene un diámetro de 12.80 m y una altura de 5 m, diseñado como tanque
para el lavado de filtros de la planta de tratamiento y como tanque de cabeza de
presión; la distribución se realiza desde el tanque de concreto elevado por gravedad
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a toda la red de distribución. La red de distribución tiene una extensión aproximada
de 419,4 kilómetros de longitud en tuberías que van desde 1” hasta 30”. La red se
encuentra sectorizada en cuatro (4) macro sectores o zonas de distribución así:
Zona sur – sur
Es abastecida por una tubería principal en asbesto cemento de diámetros 14", 12"
y 10". Tiene una interconexión con las redes del sector Sur - Oriente a la altura de
la vía que conduce a Bucaramanga con la carrera 62. Surte a través de las redes
menores los Barrios El Palmar, Los Naranjos, El Cerro, Los Pinos, Cincuentenario,
Limonar, El Refugio, Urbanización Bosques de la Cira, El Castillo, El lago, El
Bosque, José Antonio Galán, La Liga, Buenavista, Bellavista y la Península La red
de distribución de este sector tiene una longitud aproximada de 34 km,
correspondiente al 14% de todo el sistema.
Zona sur - oriente
Se abastece a través de una tubería de 14" en asbesto cemento instalada
aproximadamente hace 18 años, y a través de ésta se alimentan las redes menores
que suministran el agua a los Barrios Villarelys, Independencia, 9 de Abril, El
Campin, María Eugenia, Antonia Santos y Las Brisas, entre otros.
Presenta una interconexión con la Red del sector Sur-Sur en la intersección de la
Carrera 50 con la vía del ferrocarril y con la tubería del refuerzo zona sur con el
barrio el Campestre a la altura de la subestación eléctrica de la ESSA. Las redes
menores las conforman tuberías de PVC y AC de 6” a 2” de diámetro con una edad
promedio de instalación de 14 años, la longitud aproximada de la red de
distribución de este sector es de 27 km que representa un 8% de la red total de
la ciudad.
Refuerzo zona sur
Fue instalada en el año 2000 en tubería de 18”, 16” y 10”, le suministran caudal a
la línea sur-sur y a la línea suroriente, logrando mejorar el servicio hacia las
comunas cuatro (4) y siete (7) de la ciudad.
Zona nororiental
Las redes de distribución encargadas de abastecer esta zona (aproximadamente
un 40% de la población de la ciudad), Los diámetros de las tuberías oscilan entre
24" y 2".
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Esta red abastece entre otros los siguientes Barrios: Boston, Antonio Nariño,
Rafael Rangel, San Pedro, Los Alpes, 20 de Agosto, Danubio, Las Brisas, Las
Granjas, Kennedy, El Progreso, Provivienda, Chapinero, Los Lagos, Simón Bolívar,
La Independencia, El Porvenir, Primero de Mayo, Alcázar, La Esperanza, Camelias,
Internacional, San Judas, El Cortijillo, La Paz, Pipatón, Gaitán, La Floresta, Belén,
Santa Isabel, COVIBA, La Libertad. La longitud aproximada de la red en esta zona
es de 91,5 Km, correspondiente a un 27% de la Red total de la ciudad.
Zona comercial
Las redes más antiguas construidas en diversos tipos de materiales como hierro
galvanizado, asbesto cemento y PVC se encuentran en esta zona de la ciudad. La
mayoría de las redes principales son las mismas que operaban con el acueducto
antiguo que abastecía la ciudad desde el caño Cardales, redes que fueron
instaladas aproximadamente hace 38 años. En la figura 12, se puede observar la
delimitación de cada una de las zonas.
Figura 10. Sectorización del sistema de distribución de agua potable
Fuente: www.aguasdebarrancabermeja.gov.co
2.7 MANTENIMIENTO DE PLANTA
2.7.1 MANTENIMIENTO PREVENTIVO
En las operaciones de mantenimiento, el mantenimiento preventivo es el destinado
a la conservación de equipos o instalaciones mediante realización de revisión y
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reparación que garanticen su buen funcionamiento y fiabilidad. El mantenimiento
preventivo se realiza en equipos en condiciones de funcionamiento, por oposición
al mantenimiento correctivo que repara o pone en condiciones de funcionamiento
aquellos que dejaron de funcionar o están dañados.
El primer objetivo del mantenimiento es evitar o mitigar las consecuencias de los
fallos del equipo, logrando prevenir las incidencias antes de que estas ocurran. Las
tareas de mantenimiento preventivo incluyen acciones como cambio de piezas
desgastadas, cambios de aceites y lubricantes, etc. El mantenimiento preventivo
debe evitar los fallos en el equipo antes de que estos ocurran.
Algunos de los métodos más habituales para determinar que procesos de
mantenimiento preventivo deben llevarse a cabo son las recomendaciones de los
fabricantes, la legislación vigente, las recomendaciones de expertos y las acciones
llevadas a cabo sobre activos similares. Actualmente la empresa Aguas de
Barrancabermeja S.A E.S.P. está implementando un mantenimiento programado
para la mayoría de sus automatismos.
2.7.2 MANTENIEMINTO CORRECTIVO
Se denomina mantenimiento correctivo, aquel que corrige los defectos observados
en los equipamientos o instalaciones, es la forma más básica de mantenimiento y
consiste en localizar averías o defectos y corregirlos o repararlos. Históricamente
es el primer concepto de mantenimiento y el único hasta la Primera Guerra Mundial,
dada la simplicidad de las máquinas, equipamientos e instalaciones de la época. El
mantenimiento era sinónimo de reparar aquello que estaba averiado.
Este mantenimiento que se realiza luego que ocurra una falla o avería en el equipo
que por su naturaleza no pueden planificarse en el tiempo, presenta costos por
reparación y repuestos no presupuestadas, pues implica el cambio de algunas
piezas del equipo. Asimismo, podemos dividir al mantenimiento correctivo en dos
subtipos, los cuales son:
Mantenimiento Correctivo programado: Es el que se efectúa cuando la falla no es
urgente, difiriendo de la ejecución para el momento más oportuno y con la
reparación más adecuada.
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Mantenimiento Correctivo Crítico: Es el que tiene lugar cuando la falla es urgente,
de la manera más directa, en el menor tiempo posible y con la mejor preparación
que permitan las circunstancias.
2.7.3 MANTENIEMINTO PREDICTIVO
Se define como un ¨Sistema permanente de diagnóstico, que permite detectar con
anticipación, la posible pérdida de calidad de Servicio que esté entregando un
equipo¨. Esto nos da la oportunidad de hacer con la previsión necesaria cualquier
clase de mantenimiento preventivo.
Consiste en determinar en todo instante la condición técnica (mecánica y eléctrica)
real de la máquina examinada, mientras esta se encuentre en pleno funcionamiento,
para ello se hace uso de un programa sistemático de mediciones de los parámetros
más importantes del equipo. El sustento tecnológico de este mantenimiento consiste
en las aplicaciones de algoritmos matemáticos agregados a las operaciones de
diagnóstico, que juntos pueden brindar información referente a las condiciones del
equipo.
Tiene como objetivo disminuir las paradas por mantenimientos preventivos, y de
esta manera minimizar los costos por mantenimiento y por no producción. La
implementación de este tipo de métodos requiere de inversión en equipos, en
instrumentos, y en contratación de personal calificado. Técnicas utilizadas para la
estimación del mantenimiento predictivo:
o Analizadores de Fourier (para análisis de vibraciones)
o Endoscopia (para poder ver lugares ocultos)
o Ensayos no destructivos (a través de líquidos penetrantes, ultrasonido,
radiografías, partículas magnéticas, entre otros)
o Termovisión (detección de condiciones a través del calor desplegado)
o Medición de parámetros de operación (viscosidad, voltaje, corriente,
potencia, presión, temperatura, etc.)
2.7.4. MANTENIMIENTO PROACTIVO
Este mantenimiento tiene como fundamento los principios de solidaridad,
colaboración, iniciativa propia, sensibilización, trabajo en equipo, de tal forma que
todos los involucrados directa o indirectamente en la gestión del mantenimiento
deben conocer la problemática del mantenimiento, es decir, que tanto técnicos,
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profesionales, ejecutivos, y directivos deben estar conscientes de las actividades
que se llevan a cabo para desarrollas las labores de mantenimiento. Cada individuo
desde su cargo o función dentro de la organización, actuará de acuerdo a este
cargo, asumiendo un rol en las operaciones de mantenimiento, bajo la premisa
de que se debe atender las prioridades del mantenimiento en forma oportuna y
eficiente. El mantenimiento proactivo implica contar con una planificación de
operaciones, la cual debe estar incluida en el Plan Estratégico de la organización.
Este mantenimiento a su vez debe brindar indicadores (informes) hacia la gerencia,
respecto del progreso de las actividades, los logros, aciertos, y también errores.
2.7.5 SOFTWARE DE GESTION DE CALIDAD DE MANTENIMIENTO
Infom@nte es un sistema integral de gestión de activos que facilita la administración
del mantenimiento en la Empresa; éste está diseñado para administrar aspectos
de ingeniería de mantenimiento, administración de intervenciones y apoyos, los
cuales se dividen en varios módulos; la Entidad debido al costo del software tomó
la decisión de adquirir inicialmente los módulos correspondientes a los activos, plan
de mantenimiento y ordenes de trabajo, los cuales se ajustan a las necesidades y a
la base fundamental para iniciar con la gestión de mantenimiento.
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3. ACTIVIDADES DE LA PRÁCTICA ACADÉMICA
3.1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN DE EQUIPOS
En primera instancia, me fue encomendada la tarea de realizar una revisión y lectura
de manuales existentes correspondientes a los equipos involucrados en el proceso
de tratamiento de agua, con el fin de familiarizarme con los implementos de trabajo
y ser capaz de reconocer la función y funcionamiento de cada mecanismo presente.
3.2 REVISIÓN DEL ESTADO DE EQUIPOS
A partir de la tarea anterior, fue posible adaptarme con mayor naturalidad al
funcionamiento de los sensores, válvulas, etc. Por lo cual se prosiguió a realizar, en
colaboración del personal con mayor experiencia, el diagnóstico en los equipos de
Aguas de Barrancabermeja S.A.E.S.P.
En éste, se tomaron en cuenta variables como frecuencia de mantenimiento, tipo de
mantenimiento, criticidad del equipo, y demás. Esto arrojó resultados que concluyen
la necesidad de rediseñar el modelo de mantenimiento, teniendo en cuenta
nuevos criterios y procedimientos para llevar a cabo una programación efectiva
y a tiempo del mantenimiento de los equipos, y así mismo, manejar de manera
efectiva los recursos dirigidos al área de mantenimiento para reducir costos, reducir
las paradas de planta, aumentar la disponibilidad de las máquinas y optimizar la
labor de mantenimiento reduciendo los tiempos empleados en éste.
Inicialmente se verificó el estado en el cual se encuentra el PLC, el entorno, y el
nivel de temperatura con un termómetro laser. Luego, utilizando un multímetro y la
información de los instrumentos de medición suministrada por los fabricantes, se
revisan las señales de entrada en nivel de corriente y voltaje dependiendo del
instrumento y teniendo los datos necesarios se reanuda a inspeccionar el estado
de los cables y las conexiones con el fin de encontrar algún cable sulfatado o
cristalizado.
De igual manera en el paso anterior se inspeccionan las conexiones y se miden los
niveles de voltaje, ya sean salidas digitales o analógicas o salidas relevadas
internas del PLC.
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3.2.1 COMPARACION DE RESULTADOS EN EL SCADA
Con los resultados obtenidos de las mediciones, se prosigue a ir al cuarto de
operaciones en el cual se encuentra el sistema SCADA de toda la planta de
tratamiento de agua, en él se verifican con tiempos de prueba y los datos
recopilados el log de trabajo para contrastar y descartar errores de comunicación.
Cabe mencionar que Aguas de Barrancabermeja S.A.E.S.P, utiliza transmisión de
datos cableada e inalámbrica, pero las condiciones del medio requieren, por no
mencionar que obliga, a la actualización en la comunicación y la implementación de
tecnologías inalámbricas.
3.2.2 DESARROLLO DEL INFORME DE ESTADO DE EQUIPOS
Se genera un informe relacionando lo encontrado en las fases anteriores y se
prosigue a demarcar los elementos por clasificación A/I/R, es decir,
activo/inactivo/reparación. Lo cual involucra, en algunos casos, la modificación del
plan de mantenimiento, pero dicha modificación sólo entra a estar vigente semanal
o mensualmente, dependiendo de las características y necesidades de las
herramientas.
3.3 IMPLEMENTACIÓN DEL PROGRAMA DE MANTENIMIENTO
El desarrollo del Sistema de Gestión de Mantenimiento para la planta de
tratamiento inicia con la vinculación del personal del área de mantenimiento y así
lograr una buena ejecución del modelo a implementar. En primera instancia,se
realizó recorrido por la Planta de Tratamiento y Bocatoma observando y
a p r e n d i e n d o con detalle el tipo de mantenimiento que requiere el equipo y el
rol que involucra en el proceso de producción.
Posteriormente, se realizó verificó inventario global de los equipos de la Planta
y de Bocatoma, detallando las condiciones en que se encontraban y analizando
la función que estos cumplen dentro de la cadena productiva. Se procedió a
realizar la recopilación de la información técnica y operativa de cada equipo, para
ser consignada en la ficha técnica, los datos fueron tomados de las placas de las
máquinas, teniendo en cuenta que algunas de ellas no las tienen.
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Toda esta información recopilada fue contrastada con la encontrada en el s istema
de información adquirido por la empresa, Infom@nte, en el cual se puede llevar
un registro detallado de los equipos, códigos y tareas de mantenimiento; también
se puede encontrar un cronograma donde se especifica el equipo, el código, el
tipo de intervención, frecuencia, tipo de mantenimiento y el día de ejecución.
El infom@nte cuenta con un módulo que permite realizar la confirmación y
actualización en el sistema de los trabajos de mantenimiento realizados a los
equipos tanto programados como sistemáticos; asimismo, permite el ingreso de
solicitudes de trabajo, requeridas por los usuarios de los servicios de
mantenimiento. Aunque es muy útil la herramienta de gestión, la empresa no cuenta
con licencias suficientes como para permitir un trabajo autónomo, entonces se
incurrió en llevar registros a mano y al finalizar transcribirlos al INFOM@ANTE.
En cuanto a la documentación y la información técnica, INFOM@NTE nos facilita
el registro de la información de planos, esquemas y en general de los documentos
técnicos, adicionalmente permite el control del uso de los mismos, también realizar
el registro y confirmación de los recursos, fechas y tiempos estimados en la
planeación de la orden de trabajo, rutas de inspección o lubricación.
3.4 MODIFICACIONES AL PLAN DE MANTENIMIENTO
Una vez familiarizada con los equipos, rutas y procesos de la planta; se prosiguió a
realizar las anotaciones de modificaciones requeridas y catalogadas como
redundancias, incluir su nivel de criticidad y si la ruta es realmente necesaria, en
términos de personal disponible y tiempo. Se realizaron reportes pertinentes que
establecían las anteriores características con el fin de modificarlas en el
INFOM@ANTE, con esto se invierte en tiempo y costos.
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4. CONCLUSIONES
La experiencia sobrepaso mis expectativas, no sólo pude enfrentarme a situaciones
sin alguna experiencia, sino que fui parte del intercambio de ideas y soluciones entre
personal que cuenta con años en la industria.
La responsabilidad de proveer un servicio a la comunidad, en especial en una
empresa pública, conlleva la presión añadida de las consecuencias inmediatas y,
en algunos casos, a largo plazo que puede afectar varios individuos.
Como punto débil de una experiencia en una empresa del estado, es que los
trámites y modificaciones suelen ser lentos y dependientes de varios acatamientos,
y esto ralentiza los procesos. Como ejemplo se puede tomar la falta de licencias del
programa de gestión de mantenimiento, su adquisición será demorada y con ello se
está dificultando la labor de actualización de listado de rutas.
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BIBLIOGRAFÍA
[1] AGUAS DE BARRANCABERMEJA, Manual para el mantenimiento de la planta
de tratamiento de agua potable Aguas de Barrancabermeja S.A.E.S.P, 2011.
[2] CHAVEZ, Maria; ELLIS, Nathaly. Implementación de un programa de
mantenimiento correctivo y preventivo manejado a través de un sistema de
información que se adecue a las necesidades de la empresa aguas de
Barrancabermeja, contribuyendo notablemente al mejoramiento de los procesos
de mantenimiento que se llevan en la empresa así como también con la formación
integral del estudiante. 2012
[3] CALLONI, Juan Carlos. Mantenimiento eléctrico y mecánico. Editorial Nobuko.
